本技術屬于含能材料，具體涉及一種基于噴墨打印合成疊氮化銅的方法及其應用。

背景技術：

1、近年來，為了適應武器裝備的微型化及智能化要求，火工品正朝功能多元、結構微型、序列集成的微機電系統(micro?electro-mechanical?systems，mems))火工品方向發展，這就要求換能元，裝藥結構尺寸要在微米量級。因此，這就對裝藥提出了更高的要求：具有較大的起爆能力的同時裝藥量要少。傳統的疊氮化鉛及斯蒂芬酸鉛等起爆藥無法滿足其能量輸出要求，不適合作mems火工品的裝藥。

2、相比疊氮化鉛，疊氮化銅具有更高的起爆能力，且對環境更加友好，是mems火工品的合適選擇，但高靜電感度(e50＝0.05mj)給制備及裝藥過程帶來了極大的安全隱患，限制了其應用發展。

3、目前，已有多種方法實現原位合成疊氮化物，如氣固原位法、電化學法、靜電紡絲法和直寫技術等工藝。但氣固法反應條件苛刻，反應時間長，疊氮酸不僅利用低還存在著環境污染的風險；電化學法會產生氧化銅、疊氮化亞銅等副產物；靜電紡絲技術和直寫技術等僅是對前驅體制備方法不同，原位疊氮化法卻并未跳脫原有方法，同樣存在氣固法和電化學法中出現的問題。

4、噴墨打印已被證明有利于功能性油墨的小規模沉積，彌補了當前工藝中無法進行亞毫米空間控制的缺陷。國內外學者已初步探索了在高精度、圖案復雜化、微納米級別的含能材料微裝藥及含能器件微制造方面的研究。但是，由于起爆藥的高敏感度，尚無采用噴墨打印方法成功實現起爆藥原位裝藥的報道。

技術實現思路

1、1.發明目的

2、本技術的目的是提供一種基于噴墨打印合成疊氮化銅的方法及其應用，通過墨水的配方設計，成功采用噴墨打印合成高敏感性的疊氮化銅，將其應用于火工品的制備，可以實現疊氮化銅起爆藥的安全原位裝藥。

3、2.技術方案

4、為了解決上述問題，本技術所采用的技術方案如下：

5、本技術提供了一種基于噴墨打印合成疊氮化銅的方法，該方法包括如下步驟：

6、s1，配置墨水

7、配置疊氮化鈉墨水，該疊氮化鈉墨水中包含疊氮化鈉、水、聚乙烯吡咯烷酮、十二烷基苯磺酸鈉和乙二醇；控制該疊氮化鈉墨水的表面張力為36.0～45.0mn/m，粘度為4.0～9.0cps；該疊氮化鈉墨水中疊氮化鈉的含量為0.1～0.3g/ml；該疊氮化鈉墨水中，水為溶劑，聚乙烯吡咯烷酮為粘結劑，十二烷基苯磺酸鈉為表面活性劑，乙二醇用于增加粘度；

8、配置銅鹽墨水，該銅鹽墨水中包含銅鹽、水和乙二醇；控制該銅鹽墨水的表面張力為36.0～42.0mn/m，粘度為4.0～12.0cps；該銅鹽墨水中銅鹽的含量為0.1～1.0g/ml；

9、s2，噴墨打印

10、在打印介質上，先采用疊氮化鈉墨水打印若干疊氮化鈉層后，再采用銅鹽墨水在打印的疊氮化鈉層上打印銅鹽；

11、s3，真空烘干

12、將步驟s2得到的產品于真空下烘干。

13、進一步地，上述疊氮化鈉墨水中，聚乙烯吡咯烷酮的質量百分數2.0％～6.0％；十二烷基苯磺酸鈉的質量百分數0.1％～0.3％；乙二醇質量百分數25.0％～35.0％。

14、進一步地，上述疊氮化鈉墨水的表面張力為38.0～42.0mn/m，粘度為6.0～9.0cps。

15、進一步地，上述銅鹽墨水中，銅鹽包括硝酸銅。

16、進一步地，上述銅鹽墨水中，乙二醇和水的質量比為(0.3～2):1。

17、進一步地，上述銅鹽墨水的表面張力為36.0～42.0mn/m，粘度為4.0～12.0cps。

18、進一步地，上述疊氮化鈉墨水的表面張力為38.0～42.0mn/m，粘度為6.0～9.0cps；上述銅鹽墨水的表面張力為36.0～42.0mn/m，粘度為9.0～10.0cps。

19、進一步地，上述s2噴墨打印中，在打印區域相同的情況下，控制疊氮化鈉打印層數與銅鹽打印層數，使打印的疊氮化鈉摩爾數略大于銅鹽摩爾數。

20、進一步地，上述s2噴墨打印中，單次滴墨體積為10pl。

21、進一步地，上述s2噴墨打印中，打印介質沒有特別的限制，可以是任何結構的火工品元器件，如半導體橋。

22、進一步地，上述s3真空烘干中，將s2得到的產品放入真空烘箱中于60℃下烘干6～12h，以確保溶劑充分揮發。

23、進一步地，上述一種基于噴墨打印合成疊氮化銅的方法，使用fujifilm?dimatix材料打印機dmp-2850進行噴墨打印，fujifilm?dimatix材料打印機dmp-2850是一種dod壓電驅動噴墨打印機，具有調節打印頭溫度、壓板溫度、發射電壓、打印高度、滴墨間距和多次重復打印的功能。

24、進一步地，上述fujifilm?dimatix材料打印機dmp-2850的打印噴嘴直徑為21μm。

25、進一步地，上述fujifilm?dimatix材料打印機dmp-2850擁有16個噴嘴，這些噴嘴由dimatix打印機的壓電元件驅動，這比大多數實驗室開發的噴墨打印機(例如通常直徑為60～90μm)要小得多。

26、進一步地，上述fujifilm?dimatix材料打印機dmp-2850噴射電壓為15～16.5v，噴射頻率為5khz，噴墨間距為15～20μm。

27、本技術還提供了上述一種基于噴墨打印合成疊氮化銅的方法在制備火工品元器件中的應用，實現疊氮化銅起爆藥的安全原位裝藥。

28、進一步地，上述應用包括在元器件，如半導體橋上打印合成疊氮化銅。

29、本技術還提供了上述應用制備的一種含能火工品元器件。

30、本技術還提供了一種含能火工品，包括上述一種含能火工品元器件。

31、3.有益效果

32、本技術與現有技術相比，其有益效果在于：

33、(1)本技術提供的一種基于噴墨打印合成疊氮化銅的方法及其應用，采用粘結劑、表面活性劑調節疊氮化鈉墨水的表面張力和粘度，采用乙二醇和水的質量比調節銀鹽墨水的表面張力和粘度，先后打印疊氮化鈉和銅鹽，原位反應得到疊氮化銅，控制疊氮化鈉墨水的表面張力為38.0～42.0mn/m，粘度為6.0～9.0cps；控制所述銅鹽墨水的表面張力為36.0～42.0mn/m，粘度為4.0～10.0cps，疊氮化鈉墨水和銀鹽墨水可低溫2～6℃保存一個月穩定不變質，墨水穩定性好，常溫使用不受影響。此外，基于噴墨打印合成的疊氮化銅(起爆藥)形狀尺寸可控，尤其是作為起爆藥特征尺寸可控制在1mm以下，起爆藥厚度可根據打印層數調節，在確保安全性的同時，增加了起爆藥裝藥的靈活性。

34、(2)本技術提供的一種基于噴墨打印合成疊氮化銅的方法及其應用，采用噴墨打印方法，在火工品元器件(打印介質)上原位打印合成疊氮化銅(起爆藥)，裝藥過程實現完全的脫手操作，避免了人工疊氮化銀裝藥過程中的危險性。

35、(3)本技術提供的一種基于噴墨打印合成疊氮化銅的方法及其應用，采用fujifilm?dimatix材料打印機dmp-2850噴墨打印，其每一滴的量控制在pl級，可根據圖形大小控制液滴的量，進而控制合成的疊氮化銀的裝藥量。